框架结构竖向荷载作用下的内力计算
第6章竖向荷载作用下内力计算
§6.1 框架结构的荷载计算
§6.1.1.板传荷载计算
计算单元见下图所示：
因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。
图6-1 框架结构计算单元
图6-2 框架结构计算单元等效荷载
一.B～C, (D～E)轴间框架梁：
屋面板传荷载：
恒载：222
??+?
6.09K N/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=1
7.128K
N/m
活载：222
???+?
m
2.0K N/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625K N/楼面板传荷载：
恒载：222
3.83K N/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772K
???+?
N/m
活载：222
???+?
2.0K N/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625K N/
m
梁自重：3.95KN/m
B～C, (D～E)轴间框架梁均布荷载为：
屋面梁：恒载＝梁自重＋板传荷载
＝17.128 KN/m+3.95 KN/m=21.103 KN/m
活载＝板传荷载＝5.625 KN/m
楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载
＝3.95 KN/m+10.772 KN/m=14.747 KN/m
活载＝板传荷载＝5.625 KN/m
二. C～D轴间框架梁：
屋面板传荷载：
恒载：2
???
6.09K N/m 1.2m5/82=9.135K N/m
活载：2
???
2.0K N/m 1.5m5/82=3K N/m
楼面板传荷载：
恒载：23.83K N /m 1.25/82=5.745K N /m
??? 活载：22.0K N /m 1.2m 5/82=3.7
5K N /m ?
?? 梁自重：3.95KN/m
C ～
D 轴间框架梁均布荷载为：
屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载
＝2.349 KN/m+9.135 KN/m=11.484 KN/m
活载＝板传荷载＝3 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载
＝2.349 KN/m+5.745KN/m=8.09KN/m
活载＝板传荷载＝3.75 KN/m 三.B 轴柱纵向集中荷载计算： 顶层柱：
女儿墙自重：（做法：墙高900㎜,100㎜的混凝土压顶）
330.240.918/25/0.10.24m m kn m KN m m m ??+??+
()1.220.240.5 5.806/m m m KN m ?+?=
顶层柱恒载＝女儿墙＋梁自重＋板传荷载
＝
5.806/6 3.975/(60.6)KN m KN m m m ?+?-?
()()2212 1.5/6 1.5/66/42 6.09/ 1.55/832123.247KN m m KN ??-?+??+????=?? 顶层柱活载＝板传荷载
＝()()22
2.0/ 1.512 1.5/6 1.5/66/42KN m m ????-?+??+??
2.0/ 1.55/83219.688KN m m KN ????=
标准层柱恒载＝墙自重＋梁自重＋板荷载=
7.794/(60.6) 3.975/(60.6) 3.83/ 1.55/832KN m KN m KN m m ?-+?-+???? (2.332311.52)61/42 2.3325/61/42KN m ++???+???+
()()22
3.83 1.512 1.5/6 1.5/66/4212
4.172m m KN ????-?+??=??
标准层柱活载＝板传荷载
＝()()22
2.0 1.512 1.5/6 1.5/63 2.0 1.55/83219.688m m m m KN ????-?+?+????=??
基础顶面荷载＝底层外纵墙自重＋基础自重
＝9.738/(60.6) 2.5/(60.6)16.085KN m m m KN m m m KN ?-+?-= 四.C 柱纵向集中力计算：
顶层柱荷载＝梁自重＋板传梁荷载＝
3.975/(90.9) 2.349/(1.20.3) 6.09/ 1.55/832KN m m KN m m KN m m ?-+?-+???? 6.09/ 1.25/8 1.22(2.3323/11.52/)61/42KN m m KN m KN m m +????++???
154.318KN =
顶层柱活载=板传荷载 ＝
()()22
2.0 1.512 1.5/6 1.5/63m m ????-?+?+
??
()()22
2.0 1.212 1.2/6 1.2/63 2.0 1.2m m m m
????-?+?+???
5/8 1.22 2.0 1.55/83239.272m m KN ???+????=
标准柱恒载=墙＋梁自重＋板传荷载
＝11.52/(30.6)15.12/(30.6)15.12/(30.6)KN m m KN m m KN m m ?-+?-+?-+
2.349/(1.20.3)
3.975/(60.6) 6.09/ 1.55/832KN m m KN m m KN m m ?-+?-+????+26.09/61/21/2 2.67/ 2.4/26 3.83/36200.173KN m m KN m m KN m m m KN
???+??+??=标准层活载＝板传荷载
＝222.0/36 2.5/ 1.2654KN m m m KN m m m KN ??+??= 基础顶面恒载=底层外纵墙自重＋基础自重
9.738/(60.6) 2.5/(60.6)66.085KN m m m KN m m m KN ?-+?-=
（3）.框架柱自重：
柱自重： 底层：1.2×0.6m ×0.6m ×253/KN m ×4.55m=49.14KN 其余柱：1.2×0.6m ×0.6m ×253/KN m ×3.6m=38.88KN
§6.2恒荷载作用下框架的内力
§6.2.1.恒荷载作用下框架的弯矩计算
一.恒荷载作用下框架可按下面公式求得：
21/12ab M ql =- (61)- 21/12ba M ql = (62)
- 故：2771/1221.03663.09.B C M KN m =-??=-
7763.09.C B M KN m =
2771/1211.4846 5.512.C D M KN m =-??=-
77 5.512.C D M KN m =
2661/1214.747644.241.B C M KN m =-??=-
6644.241.C B M KN m =
2661/128.096 3.883.C D M KN m =-??=-
66 3.883.D C M KN m =
恒荷载作用下框架的受荷简图如图6-3所示:
图6-3竖向受荷总图：
注：1.图中各值的单位为KN
2.图中数值均为标准值
3.图中括号数值为活荷载
图6-4：恒载作用下的受荷简图
(2).根据梁，柱相对线刚度，算出各节点的弯矩分配系数ij μ:
/()ij c b i i i μ=∑+∑ (63)-
分配系数如图6－5 , 图6－6所示：
图6-5 B 柱弯矩各层分配系数简图
B 柱：
底层：0.801/(0.8010.609 1.0)i +
+=下柱＝ 1.0/(0.8010.609 1.0)0.415i ++=上柱＝
0.609/(0.8010.609 1.0)0.253i ++=左梁＝
标准层： 1.0/(0.609 1.0 1.0)0.383i ++=上柱＝
1.0/(0.609 1.0 1.0)0.383i ++=下柱＝
0.609/(0.609 1.0 1.0)0.234i ++=左梁＝
顶层： 1.0/(0.609 1.0)0.62i +=下柱＝
0.609/(0.609 1.0)0.622i +=左梁＝
图6－6 C 柱弯矩各层分配系数简图
C 柱： 0.609/(0.609 1.00.2110.801)0.i +++=右梁＝
1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.382i +++=上柱＝ 0.801/(0.609 1.00.2110.801)0.
i +++=
下柱＝
0.211/(0.609 1.00.2110.801)0.081i +++=左梁＝
标准层： 1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.355i +++=下柱＝
1.0/(0.609 1.00.2110.801)0.355i +++=上柱＝
0.609/(0.609 1.00.2110.801)0.216i +++=右梁＝ 0.211/(0.609 1.00.2110.801)0.074i +++=左梁＝
顶层： 1.0/(0.609 1.00.211)0.5i ++=下柱＝
0.211/(0.609 1.00.211)0.116i ++=左梁＝ 0.609/(0.609 1.00.211)0.335i ++=右梁＝
三.恒荷载作用下的弯矩剪力计算，根据简图（6－4）
梁：A M 0∑= 2
1/2.0A B B M M ql Q l ---=
/1/2B A B Q M M l ql =--
B M 0∑= 21/2.0A B A M M ql Q l -+-=
/1/2A A B Q M M l ql =-+ （6－4） 柱：C M 0∑= .0C D D M M Q h ---=
()/D C D Q M M h =-+
D M 0∑= .0C D C M M Q h ---=
()/C C D Q M M h =-+ （6－5）
四.恒荷载作用下的边跨框架的轴力计算，包括连梁传来的荷载及柱自重.
7123.24721.1036/2186.556
N KN =+?=
67124.17214.7476/238.88393.849
N N KN =++?+=
56124.17214.7476/238.88601.142
N N KN =++?+=
45124.17214.7476/238.88808.435
N N KN =++?+=
34124.17214.7476/238.881015.728
N N KN =++?+=
23124.17214.7476/238.881223.021
N N KN =++?+=
12124.17214.7476/238.881382.487
N N KN =++?+=
恒荷载作用下的中跨框架的轴力计算：
7154.31811.484 2.4/2168.099
N KN =+?=
67200.1738.09 2.4/238.88416.88
N N KN =++?+=
56200.1738.09 2.4/238.88665.621
N N KN =++?+=
45200.1738.09 2.4/238.88808.435
N N KN =++?+=
34200.1738.09 2.4/238.881015.728
N N KN =++?+=
23200.1738.09 2.4/238.881223.021
N N KN =++?+=
12200.1738.09 2.4/238.881382.487
N N KN
=++?+=
图6－5 恒荷载作用下的计算简图
五.弯矩分配及传递
弯矩二次分配法比分层法作了更进一步的简化。在分层法中，用弯矩分配法计算分层单元的杆端弯矩时，任一节点的不平衡弯矩都将影响到节点所在单元中的所有杆件。而弯矩二次分配法假定任一节点的不平衡弯矩只影响至与该节点相交的各杆件的远端。因此可将弯矩分配法的循环次数简化到一次分配、一次传递、再一次分配。
所以本框架设计采用弯矩分配法计算框架内力，传递系数为1/2。各节点分配两次即可。
如表6－1所示：
表6－1 恒载作用下的框架弯矩内力二次分配表
上柱下柱右梁左梁上柱下柱左梁左梁右梁右梁下柱上柱下柱上柱
18.7818.7818.7819.1312.33
15.7143.7918.7818.7818.7819.1312.3315.7143.79 6.16 6.72
6.166.72 4.8
4.8
4.8
4.8
4.5
4.16
9.791.021.021.021.321.320.66-1.5242.35
41.78
42.35
41.78
42.35
41.18
40.5
38.69
42.35
41.78
44.22
43.79
48.44
53.02
24.60
24.60
24.60
26.77
24.60
37.22
44.23
42.35
41.78
42.35
41.78
42.35
41.18
40.5
38.69
42.35
41.7844.22
43.29
48.4453.02
18.7818.7818.7822.5618.5962.5725.26
20.32
20.59
20.59
20.59
27.47
20.59
20.59
20.59
13.43
21.03
16.3248.44
18.7818.7818.7822.5618.5962.5725.26
20.32
20.59
20.59
20.59
27.47
20.59
20.59
20.59
13.43
21.03
16.32
48.44
24.60
37.22
24.60
24.60
24.60
26.77
44.23
图6－5 恒荷载作用下的弯矩图 单位（K N.m ）
六. 恒载作用下的的框架弯矩图
对于无荷载直接作用的杆件（如柱），将其柱端的弯矩连以直线，即为该杆件的弯矩图；对于有荷载作用的杆件（如梁），则以杆端弯矩的连线为基线。叠加相应简支梁的弯矩图，即为该杆件的弯矩图。
弯矩图如上图6－5所示 1.则梁跨中弯矩为：
22771121.103/6(48.22.53.02.)44.23.82
F B C M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 22771111.484/6(9.79.9.79.) 1.52.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=-中 22661114.747/6(43.29.44.22.)37.22.82
F B C M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 22661111.484/6(4.16. 4.16.) 1.66.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 22551121.103/6(41.18.42.35.)24.6.82
F B C M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 22551111.484/6(4.8. 4.8.) 1.02.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 5544332224.6/F F F F
B C B C B C B C M M M M KN m ====中中中中 554433 1.02/F F F C D C D C D M M M KN m ===中中中
22221111.484/6(4.5. 4.5.) 1.32.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 22111121.103/6(38.69.40.5.)226.77.82
F B C M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 22111111.484/6(4.5. 4.5.) 1.32.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 七.恒载作用下剪力计算 1.梁端剪力：
7()/1/2(48.4453.02)/61/221.03662.327A A B Q M M L ql KN =-+=-+??= 7()/1/2(48.4453.02)/61/221.03662.853B A B Q M M L ql KN =--=--??=
`
7()/1/213.781A A B Q M M L ql KN =-+=
`7()/1/213.781B A B Q M M L ql KN =--=-
6()/1/2(43.7953.02)/61/221.03644.169B A B Q M M L ql KN =-+=-+??= 6()/1/2(48.4453.02)/61/221.03644.313B A B Q M M L ql KN =--=--??=-
`6()/1/29.708A A B Q M M L ql KN =-+= `6()/1/29.708B A B Q M M L ql KN =--=-
5()/1/2(41.1842.35)/61/221.03644.046B A B Q M M L ql KN =-+=-+??= 5()/1/2(41.1842.35)/61/221.03644.436B A B Q M M L ql KN =--=--??=-
`5()/1/29.708A A B Q M M L ql KN =-+= `5()/1/29.708B A B Q M M L ql KN =--=-
4()/1/2(41.1842.35)/61/221.03644.046B A B Q M M L ql KN =-+=-+??= 4()/1/2(41.1842.35)/61/221.03644.436B A B Q M M L ql KN
=--=--??=-`4()/1/29.708A A B Q M M L ql KN =-+= `4()/1/29.708B A B Q M M L ql KN =--=-
3()/1/2(41.3542.47)/61/221.03644.054B A B Q M M L ql KN =-+=-+??= 3()/1/2(41.3542.47)/61/221.03644.428B A B Q M M L ql KN =--=--??=-
`3()/1/29.708A A B Q M M L ql KN =-+= `3()/1/29.708B A B Q M M L ql KN =--=-
2()/1/2(38.6940.496)/61/221.03643.94B A B Q M M L ql KN =-+=-+??= 2()/1/2(38.6940.496)/61/221.03644.542B A B Q M M L ql KN
=--=--??=- `
2()/1/29.708A A B Q M M L ql KN =-+=
`2()/1/29.708B A B Q M M L ql KN =--=- 2.柱端剪力：
7(48.44427.47)/3.621.09Q KN =-+=-
`7(43.2924.35)/3.618.79Q KN =+=
6(16.3220.59)/3.610.25Q KN =-+=-
`6(15.7118.78)/3.69.58Q KN =+=
54(20.5920.59)/3.611.44Q Q KN
==-+=-
``54(18.7818.78)/3.610.43Q Q KN ==+=
3(20.5920.32)/3.611.36Q KN =-+=-
`3(12.329 6.16)/3.610.38Q KN =+=
2(21.0325.26)/3.612.86Q KN =-+=-
` 2(19.1322.563)/3.611.58
Q KN =+=
1(13.43 6.72)/4.55 4.43
Q KN =-+=-
` 1(12.329 6.16)/4.55 4.06
Q KN
=+=
图6－6 恒载作用下的剪力图
注：
由于该框架结构左右对称，所以竖向荷载作用下框架剪力图反对称。
§6.3活荷载作用下框架的内力
§6.3.1活载作用下的框架内力
同恒载作用下用弯矩分配法计算框架内力，折减系数为1/2，各节点分配两次即可。
活荷载作用下框架内力如表6－2所示：
§6.3.2．活荷载作用下框架的内力计算 一.梁端的固端弯矩可按下面的方法求得；
21/12ab M ql =- (66)- 21/12ba M ql = (67)-
故：1/12 5.6256616.ab M =-?
??=-
1/12 5.6256616.875ba M =???=
1/123 2.4 2.4 1.44CD M =-???=- 1/123 2.4 2.4 1.44DC M =???=
`
1/12 3.75 2.4 2.4 1.8CD M =-???=- `1/12 3.75 2.4 2.4 1.8Dc M =-???=
图6－7 恒载作用下的轴力图（单位KN） 代表压力，BC轴与DE轴对称。
3.55
2.138
0.938
0.938
6.476.476.476.474.24
6.4543.796.476.476.474.246.4510.942.552 2.03813.1470.00
16.204
16.204
15.93
16.244
16.544
15.025
16.204
15.684
16.204
15.684
15.93
14.73
16.244
15.684
16.544
16.154
13.328
15.025 6.476.478.076.478.019.09
6.476.478.076.478.015.11
8.005
7.85
7.85
7.85
9.09
7.85
9.615
7.735
7.08
13.328
7.85
7.85
6.4713.328
7.08
7.735
9.615
7.85
7.85
7.85
7.85
7.85
7.85
8.005
5.11
6.4715.684
16.204
13.328
16.154
15.684
14.73
15.684
16.204
15.684
15.684
0.50.938
2.12 2.552
2.126.4711.14
8.96
9.37
9.37
9.379.32
9.32
11.14
8.96
9.379.37
9.37
9.32
9.32
1.66
0.391.7621.7621.7620.560.85
图6－8活荷载作用下的弯矩图
表6－2 活荷载作用下的弯矩内力二次分配表
右梁
右梁
左梁
左梁
下柱
上柱
左梁
右梁
下柱
上柱
上柱
下柱
上柱
下柱
二. 活载作用下的的框架弯矩图
对于无荷载直接作用的杆件（如柱），将其柱端的弯矩连以直线，即为该杆件的弯矩图；对于有荷载作用的杆件（如梁），则以杆端弯矩的连线为基线。叠加相应简支梁的弯矩图，即为该杆件的弯矩图。
弯矩图如上图6－5所示
1.则梁跨中弯矩为：
2277115.625/6(13.328.15.025.)11.14.82
F B C M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 2277113/6(0.5.0.5.) 1.66.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 2266115.625/6(16.154.16.544.)8.96.82
F B C M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 2266113/6(2.308. 2.308.)0.39.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 2255115.625/6(15.684.16.204.)9.37.82
F B C M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 2255113.75/6(0.938.0.938.) 1.762.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 554433229.37/F F F F B C B C B C B C M M M M KN m ====中中中中 554433 1.762/F F F C D C D C D M M M KN m ===中中中
2222113.75/6(2.138. 2.138.)0.56.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 2211115.625/6(14.73.14.73.)9.32.82
F B C M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 2211113.75/6(3.55. 3.55.)0.85.82
F C D M KN m m KN m KN m KN m =??-?+=中 三.活荷载作用下的框架剪力计算
根据简图（6－4）和推导公式计算其活荷载作用下的剪力 如图（6－9）所示： 1.梁端剪力：
7()/1/2(13.32815.025)/61/2 5.625616.592A A B Q M M L ql KN =-+=-+??=7()/1/2(13.32815.025)/61/2 5.625617.158B A B Q M M L ql KN
=--=--??=-`
7()/1/21/23 2.4 3.6A A B Q M M L ql KN =-+=??=
`7()/1/21/23 2.4 3.6B A B Q M M L ql KN =--=-??=-
6()/1/2(16.15416.544)/61/2 5.625616.81B A B Q M M L ql KN =-+=-+??= 6()/1/2(16.15416.544)/61/2 5.625616.94B A B Q M M L ql KN
=--=--??=-
`6()/1/21/2 2.4 3.75 4.5A A B Q M M L ql KN =-+=??=
`6()/1/21/22.43.754.5
B A B
Q M M L q l K N =--=-??=- 5()/1/2(15.68416.204)/61/2 5.625616.788B A B Q M M L ql KN =-+=-+??=5()/1/2(15.68416.204)/61/2 5.625616.96B A B Q M M L ql KN
=--=--??=-`5()/1/21/2 3.75 2.4 4.5A A B Q M M L ql KN =-+=??=
`5()/1/21/23.752.44.5
B A B
Q M M L q l K N =--=-??=- 4()/1/2(15.68416.204)/61/2 5.625616.788B A B Q M M L ql KN =-+=-+??=4()/1/2(15.68416.204)/61/2 5.625616.96B A B Q M M L ql KN
=--=--??=-`4()/1/21/2 3.75 2.4 4.5A A B Q M M L ql KN =-+=??=
`4()/1/21/23.752.44.5
B A B
Q M M L q l K N =--=-??=- 3()/1/2(15.68416.204)/61/2 5.625616.792B A B Q M M L ql KN =-+=-+??=3()/1/2(15.68416.204)/61/2 5.625616.958B A B Q M M L ql KN
=--=--??=-`3()/1/21/2 3.75 2.4 4.5A A B Q M M L ql KN =-+=??=
`3()/1/21/23.752.44.5
B A B
Q M M L q l K N =--=-??=- 2()/1/2(14.7315.93)/61/2 5.625616.675B A B Q M M L ql KN =-+=-+??= 2()/1/2(14.7315.93)/61/2 5.625617.075B A B Q M M L ql KN =--=--??=-
`2()/1/21/2 3.75 2.4 4.5A A B Q M M L ql KN =-+=??=
`2()/1/21/23.752.44.5
B A B
Q M M L q l K N =--=-??=- 2.柱端剪力：
7(13.328 3.09)/3.6 6.223Q KN =-+=-
`
7(10.948.01)/3.6 5.26Q KN =+=
6(7.087.85)/3.6 4.147Q KN =-+=-
`6(6.45 6.47)/3.6 3.589Q KN =+=
54(7.857.85)/3.6 4.361Q Q KN ==-+=-
``54(6.47 6.47)/3.6 3.594Q Q KN ==+=
3(7.858.005)/3.6 4.404Q KN =-+=-
`3(6.47 6.96)/3.6 3.731Q KN =+=
2(7.735 5.11)/3.6 3.568Q KN =-+=-
`2(7.18.07)/3.6 4.214Q KN =+=
1(9.615 2.552)/4.55 2.674Q KN =-+=- `1(4.24 2.12)/4.55 1.398Q KN =+=
竖向荷载计算--分层法例题详解
例：如图1所示一个二层框架，忽略其在竖向荷载作用下的框架侧移，用分层法计算框架的弯矩图，括号内的数字，表示各梁、柱杆件的 线刚度值（ EI i l ）。 图1 解：1、图1所示的二层框架，可简化为两个如图2、图3所示的，只带一层横梁的框架进行分析。 图2 二层计算简图
图3 底层计算简图 2、计算修正后的梁、柱线刚度与弯矩传递系数 采用分层法计算时，假定上、下柱的远端为固定，则与实际情况有出入。因此，除底层外，其余各层柱的线刚度应乘以0.9的修正系数。底 层柱的弯矩传递系数为1 2 ，其余各层柱的弯矩传递系数为 1 3 。各层梁的弯 矩传递系数，均为1 2 。 图4 修正后的梁柱线刚度
图5 各梁柱弯矩传递系数 3、计算各节点处的力矩分配系数 计算各节点处的力矩分配系数时，梁、柱的线刚度值均采用修正后的结果进行计算，如： G节点处： 7.63 0.668 7.63 3.79 G H G H GH GH GD Gj G i i i i i μ==== ++ ∑ GD 3.79 0.332 7.63 3.79 GD GD GH GD Gj G i i i i i μ==== ++ ∑ H节点处： 7.63 0.353 7.63 3.7910.21 HG HG HG HG HE HI Hj H i i i i i i μ==== ++++ ∑ 3.79 0.175 7.63 3.7910.21 HI HI HI HG HE HI Hj H i i i i i i μ==== ++++ ∑ 10.21 0.472 7.63 3.7910.21 HE HE HE HG HE HI Hj H i i i i i i μ==== ++++ ∑ 同理，可计算其余各节点的力矩分配系数，计算结果见图6、图7。
框架结构竖向荷载作用下内力计算
第6章竖向荷载作用下力计算 §6.1 框架结构的荷载计算 §6.1.1.板传荷载计算 计算单元见下图所示： 因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。 图6-1 框架结构计算单元
图6-2 框架结构计算单元等效荷载 一.B～C, (D～E)轴间框架梁： 屋面板传荷载： 恒载：222 ??+? 6.09KN/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=1 7.128KN/m 活载：222 ???+? 2.0KN/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m 楼面板传荷载： 恒载：222 ???+? 3.83KN/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772KN/m 活载：222 ???+? 2.0KN/m 1.5m[1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m 梁自重：3.95KN/m B～C, (D～E)轴间框架梁均布荷载为： 屋面梁：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝17.128 KN/m+3.95 KN/m=21.103 KN/m 活载＝板传荷载＝5.625 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.95 KN/m+10.772 KN/m=14.747 KN/m 活载＝板传荷载＝5.625 KN/m 二. C～D轴间框架梁： 屋面板传荷载： 恒载：2 ??? 6.09KN/m 1.2m5/82=9.135KN/m 活载：2 ??? 2.0KN/m 1.5m5/82=3KN/m 楼面板传荷载：
单桩竖向承载力设计值计算
单桩竖向承载力设计值计算 一、构件编号: ZH-1 示意图 二、依据规范: 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94－2008) 《建筑地基基础设计规范》(GB50007－2002) 三、计算信息
1.桩类型: 桩身配筋率＜0.65%灌注桩 2.桩顶约束情况: 固接 3.截面类型: 圆形截面 4.桩身直径: d=800mm；桩端直径: D=1200mm 5.材料信息: 1)混凝土强度等级: C30 fc=14.3N/mm2 Ec=3.0×104N/mm2 2)钢筋种类: HRB335 fy=300N/mm2fy，=300N/mm2Es=2.0×105N/mm2 3)钢筋面积: As=2155mm2 4)净保护层厚度: c=50mm 6.其他信息: 1)桩入土深度: H>6.000m 7.受力信息: 桩顶竖向力: N=1169kN 四、计算过程: 1)根据桩身的材料强度确定 桩型:人工成孔灌注桩(d≥0.8m) 桩类别:圆形桩 桩身直径D =800mm 桩身截面面积A ps=0.50m 桩身周长u=2.51m R a=ψc f c A +0.9f y，A S，【5.8.2-1】 ps 式中A ps————桩身截面面积 f c———混凝土轴心抗压强度设计值 ψc———基桩成孔工艺系数，预制桩取0.85，灌注桩取0.7~0.8。 f y，———纵向主筋抗压强度设计值 A S,———纵向主筋截面面积 R a =5363+582=5945KN 2)根据经验参数法确定 计算依据：《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008和本项目岩土工程勘察报告 单桩竖向承载力特征值(R a)应按下式确定: R a=1/k×Q uk 【5.2.2】 式中Q uk————单桩竖向极限承载力标准值 K———安全系数，取K=2. Q uk=Q +Q pk= u∑ψsi q sik L i +ψp q pk A p 【5.3.6】 sk 桩型: 人工成孔灌注桩(d≥0.8m) 桩类别:圆形桩 桩端直径D =1200mm 桩端面积A p=1.13m 桩端周长u=3.77m 第1土层为:不计阻力土层,极限侧阻力标准值q sik=10Kpa
框架结构竖向荷载作用下的内力计算
第6章竖向荷载作用下内力计算 §6.1 框架结构的荷载计算 §6.1.1.板传荷载计算 计算单元见下图所示： 因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三角形或梯形荷载可等效为均布荷载。 图6-1 框架结构计算单元
图6-2 框架结构计算单元等效荷载 一.B ～C, (D ～E)轴间框架梁： 屋面板传荷载： 恒载：2226.09KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=17.128KN/m ??+? 活载：2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ???+? 楼面板传荷载： 恒载：2223.83KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=10.772KN/m ???+? 活载：2222.0KN/m 1.5m [1-2(1.5/6)(1.5/6)]2=5.625KN/m ???+? 梁自重：3.95KN/m B ～C, (D ～E)轴间框架梁均布荷载为： 屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝17.128 KN/m+3.95 KN/m=21.103 KN/m 活载＝板传荷载＝5.625 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.95 KN/m+10.772 KN/m=14.747 KN/m 活载＝板传荷载＝5.625 KN/m 二. C ～D 轴间框架梁： 屋面板传荷载： 恒载：26.09KN/m 1.2m 5/82=9.135KN/m ??? 活载：22.0KN/m 1.5m 5/82=3KN/m ??? 楼面板传荷载：
杆塔荷载及强度校验(常用).
杆塔荷载及强度校验（常用）. 杆塔荷载及强度校验 一、荷载种类及计算条件 1?荷载分类 根据荷载在杆塔上的作用方向，可划分为以下几种： (1)水平荷载。杆塔及导线、避雷线的横向风压荷载，转角杆塔导线及避雷线的角度荷载。 (2)纵向荷载。杆塔及导线、避雷线的纵向风压荷载，事故断线时的顺线路方向张力。 还有导线、避雷线的顺线路方向不平稳张力，安装时的紧线张力等。 (3)垂直荷载。导线、避雷线、金具、绝缘子、覆冰荷载和杆塔自重， 安装检修人员及工具重力，使用拉线时由拉线产生的垂直分力。 2.荷载的计算条件 杆塔的荷载与气象条件有关，也与线路运行情况、杆塔型式等因素有关。确定杆塔的荷载应考虑杆塔在施工、运行中可能遇到的外界条件。 对此，《架空送电线路设计技术规程》做了规定。此外，中华人民共和国国家
标准《工业与民用35KV及以下架空电力线路设计规范》对35KV 及以下架空电力线路杆塔荷载计算条件也做了规定。过去的书刊上把这种 规定叫做杆塔设计条件。它既是设计杆塔时计算杆塔荷载的依据，也是线路设计中校验杆塔强度的依据。现将有关规定综述如下： 35KV及以上高压架空线路的各类杆塔均应计算线路的运行情况、断线(纵向不平衡张力)情况及安装情况的荷载。但对35KV及以下采用针式绝缘子线路和10KV及以下的瓷横担线路，可不进行断线情况的杆塔荷载计算。 （1）正常运行情况。各类杆塔的运行情况，应采用下列荷载计算条件：①最大风速、无冰、未断线；②覆冰、相应风速、未断线；③最低气温、无风、无冰、未断线（适用于终端杆塔和转角杆塔）。 （2）断线（不平衡张力）情况。分以下几种）情况考虑： 1）直线型杆塔（包括悬垂转角杆塔）的断线（不平衡张力）情况 单回路或多回路直线型杆塔（包括悬垂转角杆塔）的断线（不平衡张力）情况，应采用下列荷载计算条件：①断一根导线（或一相不平衡张力）、避 雷线未断、无风、无冰。②一根避雷线有不平衡张力、导线未断、无风、无冰。 其中，单导线的断线张力和避雷线的不平衡张力计算应采用数值参见有关文献。 2）耐张转角型杆塔断线情况 耐张转角型杆塔断线情况应采用下列荷载计算条件（适用于单回路或 多回路杆塔）：①在同一档内断两相导线（终端杆塔应考虑剩两相导线）、避雷线未断、无风、无冰。②断一根避雷线、导线未断、无风、无冰。在断线情况下，导线断线张力取导线最大张力的70%，避雷线断线张力取避雷
桩基础作业(承载力计算)-附答案
1．某灌注桩，桩径0.8d m =，桩长20l m =。从桩顶往下土层分布为： 0~2m 填土，30sik a q kP =；2~12m 淤泥，15sik a q kP =；12~14m 黏土，50sik a q kP =；14m 以下为密实粗砂层，80sik a q kP =，2600pk a q kP =，该层厚度大，桩未穿透。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 uk sk pk sik i pk p Q Q Q u q l q A =+=+∑ ()20.8302151050280426000.84 1583.41306.92890.3uk sk pk Q Q Q kN π π=+=???+?+?+?+??=+= 2．某钻孔灌注桩，桩径 1.0d m =，扩底直径 1.4D m =，扩底高度1.0m ，桩长 12.5l m =，桩端入中砂层持力层0.8m 。土层分布： 0~6m 黏土，40sik a q kP =；6~10.7m 粉土，44sik a q kP =； 10.7m 以下为中砂层，55sik a q kP =，1500pk a q kP =。试计算单桩竖向极限承载力标准值。 【解】 1.00.8d m m =>，属大直径桩。 大直径桩单桩极限承载力标准值的计算公式为： p pk p i sik si pk sk uk A q l q u Q Q Q ψψ+=+=∑ （扩底桩斜面及变截面以上d 2长度范围不计侧阻力） 大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数为： 桩侧黏性土和粉土：() 1/5 1/5(0.8/)0.81.00.956si d ψ=== 桩侧砂土和碎石类土：()1/3 1/3(0.8/)0.81.00.928si d ψ=== 桩底为砂土：() 1/3 1/3(0.8/)0.81.40.830p D ψ=== ()2 1.00.9564060.956440.831500 1.410581505253.3564 uk Q kN ππ =????+??+???=+= 3．某工程采用泥浆护壁钻孔灌注桩，桩径1.2m ，桩端进入中等风化岩1.0m ，中等风化岩岩体较完整，饱和单轴抗压强度标准值为41.5a MP ，桩顶以下土层参数
竖向荷载作用下的内力计算
第6章 竖向荷载作用下内力计算 §6.1 框架结构的荷载计算 §6.1.1.板传荷载计算 计算单元见下图所示： 因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将 区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三 角形或梯形荷载可等效为均布荷载。 一.A ～B, (C ～E)轴间框架梁： 屋面板传荷载： 恒载：()()[] ++?-??3226.6/25.26.6/25.22125.2KN/m 06.7 ()()[ ]m KN /44.226.6/5.16.6/5.1215.106.732=+?-?? 活载：()()[] ++?-??3226.6/25.26.6/25.22125.2KN/m 2 ()()[] m KN /36.66.6/5.16.6/5.1215.1232=+?-?? 楼面板传荷载： 恒载：()()[] ++?-??3226.6/25.26.6/25.22125.2.1KN/m 4 ()()[] m KN /03.136.6/5.16.6/5.1215.11.432=+?-??
活载：()()[] ++?-??3226.6/25.26.6/25.22125.2.5KN/m 2 ()()[] m KN /95.76.6/5.16.6/5.1215.15.232=+?-?? 梁自重：3.34KN/m A ～B, (C ～E)轴间框架梁均布荷载为： 屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.34 KN/m+22.44 KN/m=25.78 KN/m 活载＝板传荷载＝6.36 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.34 KN/m+13.03 KN/m=116.37 KN/m 活载＝板传荷载＝7.95 KN/m 二. B ～C 轴间框架梁： 屋面板传荷载： 恒载：()()[]++?-??3 222.7/25.22.7/25.22125.2.06KN/m 7 () []m KN .10.142.7/5.12.7/5.1215.1.6KN/m 0322=+?-?? 活载：()()[]++?-??322.7/25.22.7/25.22125.22 ()[] m KN .17.42.7/5.12.7/5.1215.1.3KN/m 0322=+?-?? 楼面板传荷载： 恒载：()()[] ++?-??3222.7/25.22.7/25.22125.2.1KN/m 4 ()[]m KN .38.132.7/5.12.7/5.1215.1.1KN/m 432 2=+?-?? 活载：()()[]++?-??3 222.7/25.22.7/25.22125.2.5KN/m 2 ()[] m KN .16.82.7/5.12.7/5.1215.1.5KN/m 2322=+?-?? 梁自重：3.34KN/m B ～ C 轴间框架梁均布荷载为： 屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.34 KN/m+14.10 KN/m=17.44 KN/m 活载＝板传荷载＝4.17 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.34 KN/m+13.38KN/m=16.72KN/m 活载＝板传荷载＝8.16 KN/m 三.A 轴柱纵向集中荷载计算： 顶层柱：
竖向荷载统计和内力计算
荷载统计 一、恒荷载统计（标准值） 1．屋面（不上人屋面） 防水层:SBS改性沥青防水卷材0.4 KN/m2 找平层:15厚水泥砂浆0.015?20=0.3 KN/m2 找坡层:40厚水泥石灰焦渣砂浆0.3%找平0.04?14=0.56 KN/m2 找平层:15厚水泥砂浆0.015?20=0.3 KN/m2 保温层:80厚矿渣水泥0.08?14.5=1.16 KN/m2 结构层:100厚钢筋混凝土板0.1?5=2.5 KN/m2 20厚混合砂浆纸筋石灰面0.02?18=0.36 KN/m2 合计g k=5.58 KN/m2 2．楼面 10厚陶瓷地砖面层0.01?22=0.22KN/m2 10厚1：2.5水泥砂浆结合层0.01?20=0.2KN/m2 20厚1：3水泥砂浆找平层0.02?20=0.4 KN/m2 100厚钢筋混凝土板0.1?25=2.5 KN/m2 20厚混合砂浆纸筋石灰面0.02?18=0.36 KN/ m2 合计g k=3.68 KN/m2 3．墙体自重 （1）外墙
240mm厚烧结空心砖及贴砖0.24?18+0.5=4.82 KN/ m2 保温层:80厚矿渣水泥0.08?14.5=1.16 KN/m2 两面10mm厚混合砂浆抹灰0.01?17?2=0.34 KN/m2 合计g k=6.32 KN/m2（2）内墙 240mm厚烧结空心砖及贴砖0.24?18+0.5=4.82 KN/ m2两面10mm厚混合砂浆抹灰0.01?17?2=0.34 KN/m2 合计g k=4.66 KN/m2（3）女儿墙 100mm厚现浇钢筋混凝土0.1?25?0.24=0.6KN/ m2 240mm厚烧结空心砖及贴砖0.24?18+0.5=4.82 KN/ m2两面10mm厚混合砂浆抹灰0.01?17?2=0.34 KN/m2 合计g k=5.76 KN/m2 4．门窗自重 （1）铝合金门窗0.4 KN/m2 （2）木门0.2 KN/m2 （3）玻璃门0.2 KN/m2 5．构件自重 （1）梁自重：（横向框架梁） 教室：(300mm?600mm) 0.3?0.6?25=4.5 KN/m 10mm厚水泥砂浆0.01?17?[(0.6-0.1)?2+0.3]=0.221 KN/m
竖向荷载作用下的内力计算16054
竖向荷载作用下的内力计算 4.1竖向荷载作用下荷载计算 由于二至六楼的楼面的完全采用一种做法，为了计算方便，我们只选取了二楼楼面进行计算，导荷方式如图所示： 标准层屋面荷载计算 （1）对2层楼板B1进行计算（7.8/4.2=1.86为双向板）： 传至纵向框架梁(KL 250×500)D轴、梁(KL 250×500)F轴上的荷载为三角形荷载。 恒载：3.99X4.2/2=8.379KN/m 活载：3.5X4.2/2=7.35KN/m 若化为均布荷载：
恒载：8.379X5/8=5.24KN/m 活载：7.35X5/8=4.59KN/m 传至框架梁(KL 250×700)3轴上的荷载为梯形荷载。 恒载：3.99X4.2/2=8.379KN/m 活载：3.5X4.2/2=7.35KN/m 若化为均布荷载.06 .625.4=?=a 4.2/2x7.8=0.27 恒载：（1-2X 227.0+3 27.0）X8.379=7.33KN/m 活载：（1-2X 227.0+3 27.0）X4.2=3.671KN/m 对2层楼板B2进行计算（4.2/3=1.4为双向板）： 传至纵向框架梁(KL 250×400)3轴上的荷载为三角形荷载。 恒载：3.99X3/2=5.985KN/m 活载2.5X3/2=3.75KN/m 若化为均布荷载： 恒载：5.985X5/8=3.741KN/m 活载：3.75X5/8=2.34KN/m 传至框架梁(KL 250×500)C 轴、梁(KL 250×500)D 轴上的荷载为梯形荷载。 恒载：3.99X3/2=5.985KN/m 活载：2.5X3/2=3.75KN/m 若化为均布荷载.06 .625.4=?=a 3/2x4.2=0.357 恒载：（1-2X 2357.0+3 357.0）X5.985=4.74KN/m 活载：（1-2X 2357.0+3 357.0）X3.75=2.97KN/m （2）梁(KL 250×500)传给边柱(KZ-1)的集中荷载为： 恒载＝梁自重 + 墙自重+ B1传荷载?2 ()()KN G G 30.56225.498.425.45.476.4772.21114=?÷?++?+==（2.64+2.8）X （4.2+4.2）/2+5.24x4.2x2/2=44.86KN 活载=B1传荷载×2 Q Q 65.12225.481.21411=?÷?== 4.59x4.2x2/2=19.28KN 由于梁的形心与柱的形心不一致，因此梁传给柱的集中荷载可向柱形心简化为一个集中荷载与一个力矩 恒荷载作用下()m KN G M M G G ?=?=-?==04.7125.030.56125.025.0111411(0.25-0.125)=44.86x0.125=5.61KN/m 活荷载作用下()m KN Q M M Q Q ?=?=-?==58.1125.065.12125.025.0111411(0.25-0.125)=19.28x0.125=2.41KN/m 梁(KL 250×500)传给中柱(KZ-1)的集中荷载为： 恒载＝梁自重 + 墙自重 + B1传荷载×2 + B2传荷载×2 )KN G G 07.72225.4723.3225.498.425.45.4254.590.4272.21312=?÷?+?÷?++??? ? ??++==(2.64+5.72)x(4.2x4.2)/2+5.24x4.2x2/2+4.732x4.2x2/2=77.03KN 活载=B1传荷载×2+ B2传荷载×2 Q Q 5 .24225.4634.2225.481.21312=?÷?+?÷?== 4.59x4.2x2/2+2.97x4.2x2/2=31.75KN 由于梁的形心与柱的形心不一致，因此梁传给柱的集中荷载可向柱形心简化为一个集中
桩基竖向承载力计算
桩基竖向承载力计算 1.1 桩基竖向承载力计算应符合下列要求： 1 荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 R N k ≤ (1.1-1) 偏心竖向力作用下除满足上式外，尚应满足下式的要 求： R N k 2.1max ≤ (1.1-2) 2 地震作用效应和荷载效应标准组合： 轴心竖向力作用下 R N Ek 25.1≤ (1.1-3) 偏心竖向力作用下，除满足上式外，尚应满足下式的 要求： R N Ek 5.1max ≤ (1.1-4) 式中 k N ——荷载效应标准组合轴心竖向力作用下，基桩或复合基桩的平均竖向力； max k N ——荷载效应标准组合偏心竖向力作用下，桩顶 最大竖向力；
Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩 或复合基桩的平均竖向力； m ax Ek N ——地震作用效应和荷载效应标准组合下，基桩 或复合基桩的最大竖向力； R ——基桩或复合基桩竖向承载力特征值。 1.2 单桩竖向承载力特征值a R 应按下式确定： k u a Q K R 1 = (1.2) 式中 k u Q ——单桩竖向极限承载力标准值； K ——安全系数，取K ＝2。 1.3 对于端承型桩基、桩数少于4根的摩擦型柱下独立桩基、或由于地层土性、使用条件等因素不宜考虑承台效应时，基桩竖向承载力特征值应取单桩竖向承载力特征值。 1.4 对于符合下列条件之一的摩擦型桩基，宜考虑承台效应确定其复合基桩的竖向承载力特征值： 1 上部结构整体刚度较好、体型简单的建（构）筑物； 2 对差异沉降适应性较强的排架结构和柔性构筑物； 3 按变刚度调平原则设计的桩基刚度相对弱化区； 4 软土地基的减沉复合疏桩基础。 1.5 考虑承台效应的复合基桩竖向承载力特征值可按下列公式确定： 不考虑地震作用时 c ak c a A f R R η+=
4-竖向荷载作用下框架内力计算
4 竖向荷载作用下框架内力计算 4.1横向框架计算单元 竖向荷载作用下，一般选取平面结构单元，按平面计算简图进行内力分析，根据结构布置和楼面荷载分布情况，本设计取6轴线横向框架进行计算，本设计中所有板均为双向板，为了简化计算，对板下部斜向塑性绞线与板边的夹角可近似取45°角，由于框架柱的间距不相等，通过主梁和次梁对板的划分不同，计算单元宽度应按照各个板的实际传荷情况而确定，如图4-1。图中横向阴影所示荷载传给横梁，纵向阴影所示荷载传给纵梁。 图4-1 标准层横向框架计算单元 4.2恒荷载计算 由于本设计次梁较多，在计算框架梁上荷载时应该先计算次梁自重和次梁传递的荷
载，再将次梁自重和次梁传递的荷载，次梁传给主梁的荷载可近似地看成一个集中力，因此在框架节点处还应作用有集中力矩。 4.2.1 标准层次梁恒荷载计算 1、5或7轴线次梁上线荷载 1）AB 跨的次梁上的荷载分布如图4-2所示。 图4-1 AB 跨的次梁上的荷载分布 次梁自重：m kN m m m kN q /13.350.025.0/253 =??=次； 根据《实用建筑结构静力计算手册》（第二版），对于双向板楼面荷载传递按45°塑性绞线方向分为三角形荷载和梯形荷载，三角形荷载和梯形荷载均折算成等效均布面荷载。 三角形荷载：q 8 5，梯形荷载：() q αα?+-3 221，其中，0l a α=。 对于BC 跨中有三角形荷载和梯形荷载同时在同一跨中出现，按理应该按照结构力学的方法进行求解，但为了简化计算，本设计中的三角形荷载和梯形荷载按上述方法计算，且按上述方法计算的荷载也能满足工程精度要求。 44.04800/21001==mm mm α； ( ) () 22323 1211 /18.3/54.444.044.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /68.61.2/18.3201 1=?=?'=； m kN m kN m kN q q q AB /49.162/68.6/13.31=?+=+=次； 2）BC 跨的次梁上的荷载分布如图4-2所示。 图4-2 BC 跨的次梁上的荷载分布 31.02400/7502==mm mm α； ()()2232322 /79.3/54.431.031.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /84.275.0/79.3202 2=?=?'=； 25.03000/7503==mm mm α； ()()2232323 /04.4/54.425.025.02121m kN m kN q ααq =?+?-=?+-='； m kN m m kN l q q /03.375.0/04.4203 3=?=?'=；
竖向荷载作用下地内力计算
第6章 竖向荷载作用下力计算 §6.1 框架结构的荷载计算 §6.1.1.板传荷载计算 计算单元见下图所示： 因为楼板为整体现浇，本板选用双向板，可沿四角点沿45°线将 区格分为小块，每个板上的荷载传给与之相邻的梁，板传至梁上的三 角形或梯形荷载可等效为均布荷载。 一.A ～B, (C ～E)轴间框架梁： 屋面板传荷载： 恒载：()()[ ]++?-??3 226.6/25.26.6/25.22125.2KN/m 06.7 ()()[]m KN /44.226.6/5.16.6/5.1215.106.732=+?-?? 活载：()()[] ++?-??3226.6/25.26.6/25.22125.2KN/m 2
()()[] m KN /36.66.6/5.16.6/5.1215.1232=+?-?? 楼面板传荷载： 恒载：()()[ ] ++?-??3 226.6/25.26.6/25.22125.2.1KN/m 4 ()()[]m KN /03.136.6/5.16.6/5.1215.11.432=+?-?? 活载：()()[]++?-??3 226.6/25.26.6/25.22125.2.5KN/m 2 ()()[] m KN /95.76.6/5.16.6/5.1215.15.232=+?-?? 梁自重：3.34KN/m A ～B, (C ～E)轴间框架梁均布荷载为： 屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.34 KN/m+22.44 KN/m=25.78 KN/m 活载＝板传荷载＝6.36 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.34 KN/m+13.03 KN/m=116.37 KN/m 活载＝板传荷载＝7.95 KN/m 二. B ～C 轴间框架梁： 屋面板传荷载： 恒载：()()[]++?-??3222.7/25.22.7/25.22125.2.06KN/m 7 () []m KN .10.142.7/5.12.7/5.1215.1.6KN/m 032 2=+?-?? 活载：()()[]++?-??322.7/25.22.7/25.22125.22 ()[]m KN .17.42.7/5.12.7/5.1215.1.3KN/m 0322=+?-?? 楼面板传荷载： 恒载：()()[ ]++?-??3222.7/25.22.7/25.22125.2.1KN/m 4 ()[]m KN .38.132.7/5.12.7/5.1215.1.1KN/m 432 2=+?-?? 活载：()()[]++?-??3 222.7/25.22.7/25.22125.2.5KN/m 2 ()[] m KN .16.82.7/5.12.7/5.1215.1.5KN/m 2322=+?-?? 梁自重：3.34KN/m B ～ C 轴间框架梁均布荷载为： 屋 面 梁：恒载＝梁自重＋板传荷载 ＝3.34 KN/m+14.10 KN/m=17.44 KN/m 活载＝板传荷载＝4.17 KN/m 楼面板传荷载：恒载＝梁自重＋板传荷载
杆塔(技术部)
名词解释 ，杆塔的定义：钢筋混凝土杆与铁塔的总称。 ，水平档距：杆两侧档距之和的算术平均值。, ，垂直档距：杆塔两侧档导线最低点、之间的水平距离。 ，比载：导线单位长度、单位截面积上的荷载, ，杆塔的呼称高是指杆塔下横担下缘到设计地面的垂直距离，用表示。 ，爬电距离：不同电位的两个导电部件之间沿绝缘材料表面的最短距离。 ，电气间隙：不同电位的两个导电部件间最短的空间直线距离 ，导线弧垂是指在平坦地面上，相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离。 ，安全距离，是导线对地面、建筑物、树木、果树、经济作物、及城市绿化灌木之间的最小垂直距离 ，风偏角。导线和绝缘子串在风荷载作用下，使绝缘子串风偏一定角度，称为风偏角，, ，长细比是指杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比， ，根开：相邻两塔腿中心轴线之间的水平距离 ，在荷载作用下，钢结构的外力和内力必须保持平衡。但平衡状态有稳定和不稳定之分，当为不稳定平衡时，轻微扰动将使结构或其组成构件产生很大的变形而最后丧失承载能力，这种现象就称为结构失去稳定性。, 简答题 杆塔的作用：在输电线路中起着支持导线、避雷线系统，使导线、避雷线与地面（水面）间及导线、避雷线间保持电气安全距离的作用。 杆塔的分类 一、按材料不同分类 分为钢筋混凝土电杆和铁塔两种。 二、按受力不同分类 ．直线型杆塔（又称中间杆塔） 仅承受垂直荷载以及水平风荷载（即横向水平荷载），而不承受顺线路方向的张力的杆塔称直线型杆塔。 特点（）仅承受垂直荷载以及水平风荷载 （）采用悬垂绝缘子串
（）事故断线时产生不平衡张力，允许在不平衡张力作用下杆塔发生倾斜。 2．耐张型杆塔（又称承力杆塔） 除具有与直线型杆塔同样荷载承载能力外，还能承受更大的顺线路方向的拉力（支持事故断线时产生纵向不平衡张力，或者承受因施工、检修时用以锚固导线和避雷线引起的荷载的杆塔）称耐 张型杆塔。 特点：（）除具有直线型杆塔承受荷载能力外，还要承受纵向水平荷载。 （）采用耐张绝缘子串 ）在发生事故断线时，导线悬挂点不产生位移 三、按用途不同分类 ．换位杆塔 用于改换同一回线路导线位置的杆塔 导线换位的原因：导线的各种排列方式（包括等边三角形），均不能保证三相导线的线间距离或导线对地距离相等，因此，三相导线的电感、电容及三相阻抗均不相等，这会造成三相电流的不平衡，这种不平衡，对发电机、电动机和电力系统的运行以及输电线路附近的弱电线路均会带来一系列的不良影响。为了避免这些影响，各相线应在空间轮流地改换位置，以平衡三相阻抗。 、跨越杆塔 用于线路跨越江河、山谷、铁路、公路、通讯线及其它电力线路跨越杆塔有直线型和耐张型两种。一般跨越杆塔的高度较高。 、转角杆塔 用于线路改变方向处的杆塔。在特殊情况下，直线型杆塔和耐张型杆塔可设计成兼度以下的小转角。当转角超过度以上时必须按转角杆塔设计。 、终端杆塔 用于发电厂及变电所的第一座杆塔。终端杆塔用来承受杆塔一侧的导线拉力。终端杆塔必须是耐张型杆塔。 四、按线路回路分类 按线路回路多少可分为： 单回路杆塔 双回路杆塔和多回路杆塔。 双回路和多回路杆塔能节省杆塔数目，减少线路事故。 作用于杆塔上的荷载按其作用方向分为垂直荷载、横向荷载、纵向荷载。
7竖向荷载作用
9竖向荷载作用下结构的内力分析 9.1竖向荷载作用下框架内力分析 1荷载及计算简图 ⑴计算方法 框架在竖向荷载作用的内力计算可采用精确法(如弯矩分配法),也可采用近似法(如分层法).由于在竖向荷载作用下框架侧移很小,而且各层荷载对其他层杆件内力影响不大,本本工程手算采用弯矩二次分配法. ⑵荷载计算 计算以1轴为设计对象,板的受力计算简图如图 ①屋面梁的均布线荷载 恒载计算------ 屋面板传来的梯型恒载0.5*3.6*5.5=9.90KN/m 梁自重0.25*0.60*25=3.75KN/m 女儿墙自重1.72*1.2=2.064KN/m 活载计算------ 屋面板传来的梯型活载0.5*3.6*2.0=3.6KN/m ②5~12层梁的均布线荷载 恒载计算------- 板传来的梯型恒载0.5*2.0*2.95=2.95KN/m 0.5*3.6*2.95=5.31KN/m 梁自重0.25*0.6*25=3.75KN/m 外墙自重1.72*2.4=4.13KN/m 集中力31.05KN 活载计算------ 板传来的梯型活载0.5*2.0*2.0=2.0 KN/m 0.5*3.6*2.0=3.6KN/m 集中力 4.75KN
③2~3层梁的均布线荷载 恒载计算------ 板传来的梯型恒载0.5*3.6*2.95=5.31KN/m 梁自重0.25*0.60*25=3.75KN/m 外墙自重1.72*2.7=4.644KN/m 活载计算------ 板传来的梯型活载0.5*3.6*2.0=3.6KN/m 则1轴的横向框架恒荷载及活荷载分布如图: 恒荷载示意图
4.高压输电线路水平档距和垂直档距计算
高压输电线路水平档距和垂直档距计算 一、水平档距和水平荷载 在线路设计中，对导线进行力学计算的目的主要有两个：一是确定导线应力大小，以保证导线受力不超过允许值；二是确定杆塔受到导线及避雷线的作用力，以验算其强度是否满足要求。杆塔的荷载主要包括导线和避雷线的作用结果，以及还有风速、覆冰和绝缘子串的作用。就作用方向讲，这些荷载又分为垂直荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载三种。 为了搞清每基杆塔会承受多长导线及避雷线上的荷载，则引出了水平档距和垂直档距的概念。 悬挂于杆塔上的一档导线，由于风压作用而引起的水平荷载将由两侧杆塔承担。风压水平荷载是沿线长均布的荷载，在平抛物线近似计算中，我们假定一档导线长等于档距，若设每米长导线上的风压荷载为P，则AB档导线上风压荷载,如图2-10所示： 则为，由AB两杆塔平均承担；AC档导线上的风压荷载为，由AC两杆塔平均承担。 图2-10水平档距和垂直档距
如上图所示：此时对A杆塔来说，所要承担的总风压荷载为 因此我们可知，某杆塔的水平档距就是该杆两侧档距之和的算术平均值。它表示有多长导线的水平荷载作用在某杆塔上。水平档距是用来计算导线传递给杆塔的水平荷载的。 严格说来,悬挂点不等高时杆塔的水平档距计算式为
只是悬挂点接近等高时，一般用式其中单位长度导线上的风压荷载p，根据比载的定义可按下述方法确定，当计算气象条件为有风无冰时，比载取g4，则p=g4S； 当计算气象条件为有风有冰时，比载取g5，则p=g5S，因此导线传递给杆塔的水平荷载为： 无冰时（2－48） 有冰时（2－49） 式中S—导线截面积，mm2。 二、垂直档距和垂直荷载 如图2-10所示，O1、O2分别为档和档内导线的最低点，档内导线的垂直荷载（自重、冰重荷载）由B、A两杆塔承担，且以O1点划分，即BO1段导线上的垂直荷载由B杆承担，O1A段导线上的垂直荷载由A杆承担。同理，AO2段导线上的垂直荷载由A杆承担， O2C段导线上的垂直荷载由C杆承担。
单桩竖向承载力计算书
主楼单桩承载力计算书 1、土层分布情况： 层号 土层名称 土层厚度（m ） 侧阻q sik （Kpa ） 端阻q pk （Kpa ） ○1 杂填土 2.0 0 / ○2 粉质粘土 1.0 50 / ○3 含碎石粉质粘土 7.5 90 / ○4 粉质粘土 4.5 85 / ○5 含碎石粉质粘土 13 100 2700 2、单桩极限承载力标准值计算： 长螺旋钻孔灌压桩直径取Ф600，试取ZKZ1桩长为16.0 米，ZKZ2桩长为28.0 米进入○ 5层含碎石粉质粘土层 根据《建筑桩基技术规范规范》（JGJ 94－2008）： 单桩竖向极限承载力特征值计算公式： ∑+=i p p l u A q Q sik k uk q 式中：uk Q ---单桩竖向极限承载力特征值； q pk ,q sik ---桩端端阻力，桩侧阻力标准值； A p ---桩底端横截面面积； u---桩身周边长度； l i ---第i 层岩土层的厚度。 经计算：uk Q =0.2826×2700+1.884×（50×1.0+90×7.5+85×4.5+100× 3.0）＝3400KN 。 ZKZ1单桩竖向承载力特征值R a =1/2uk Q 取R a =1600KN
经计算：uk Q =0.2826×2700+1.884×（50×1.0+90×7.5+85×4.5+100× 15.0）＝5675KN 。 ZKZ2单桩竖向承载力特征值R a =1/2uk Q 取R a =2850KN 3、 桩身混凝土强度（即抗压验算）： 本基础桩基砼拟选用混凝土为C30。 根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）第5.8.2条公式： s P c c A f N ψ≤+0.9f y As 根据《建筑桩基技术规范》（JGJ 94－2008）第5.8.2条公式： s P c c A f N ψ≤ 式中：f c --混凝土轴心抗压强度设计值；按现行《混凝土结构设计规范》 取值，该工程选用C30砼，f c ＝14.3N/m 2； N--荷载效应基本组合下的桩顶轴向压力设计值； A ps --桩身横截面积，该式A ps ＝0.2826m 2； ψc ---基桩成桩工艺系数，本工程为长螺旋钻孔灌注桩，取0.8。 带入相关数据： 对于ZKZ2： A ps f c Ψc ＝0.2826×106×14.3×0.8＝3232KN 3232KN/1.35=2395KN>R a 对于ZKZ1： A ps f c Ψc +0.9f y As ＝0.2826×106×14.3×0.8+0.9×360×924＝ 3532KN 3232KN/1.35=2395KN>R a 4、 桩基抗震承载力验算：
单桩竖向承载力特征值计算方法
单桩竖向承载力特征值按《建筑桩基技术规范》JGJ94 -2008第5.2.2条公式5.2.2计算： R a=Q uk/K 式中： R a——单桩竖向承载力特征值； Q uk——单桩竖向极限承载力标准值； K——安全系数，取K=2。 1. 一般桩的经验参数法 此方法适用于除预制混凝土管桩以外的单桩。 按JGJ94-2008规范中第5.3.5条公式5.3.5计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； u——桩身周长； l i——桩周第i 层土的厚度； A p——桩端面积； q sik——桩侧第i 层土的极限侧阻力标准值；参考JGJ94-2008规范表5.3.5-1取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于端承桩取q sik=0； q pk——极限端阻力标准值，参考JGJ94-2008规范表5.3.5- 2取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于摩擦桩取q pk=0； 2. 大直径人工挖孔桩（d≥800mm）单桩竖向极限承载力标准值的计算 此方法适用于大直径（d≥800mm）非预制混凝土管桩的单桩。按JGJ94-2008规范第5.3.6条公式5.3.6 计算： 式中： Q sk——总极限侧阻力标准值； Q pk——总极限端阻力标准值； q sik——桩侧第i层土的极限侧阻力标准值，可按JGJ94-2008规范中表5.3.5-1取值，用户 需 1取值，用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于扩底桩变截面以上2d范围不计侧阻力；对于端承桩取q sik=0； q pk——桩径为800mm极限端阻力标准值，可按JGJ94-2008规范中表5.3.6- 1取值；用户需在地质资料土层参数中设置此值；对于摩擦桩取qpk=0； ψsi，ψp——大直径桩侧阻、端阻尺寸效应系数，按JGJ94-2008表5.3.6-2取值；
单桩竖向极限承载力和抗拔承载力计算书
塔吊基础计算书 一、计算参数如下： 非工作状态工作状态 基础所受的水平力H：66.2KN 22.5KN 基础所受的竖向力P：434KN 513KN 基础所受的倾覆力矩M：1683KN.m 1211KN.m 基础所受的扭矩Mk：0 67KN.m 取塔吊基础的最大荷载进行计算,即 F =513KN M =1683KN.m 二、钻孔灌注桩单桩承受荷载： 根据公式: （注：n为桩根数,a为塔身宽） 带入数据得 单桩最大压力: Qik压＝872.04KN 单桩最大拔力：Qik拔＝-615.54KN 三、钻孔灌注桩承载力计算 1、土层分布情况： 层号 土层名称 土层厚度（m） 侧阻qsia（Kpa） 端阻qpa（Kpa） 抗拔系数λi 4 粉质粘土 0.95 22 / 0.75 5 粉质粘土 4.6 13 / 0.75 7 粉质粘土 5.6 16 /
0.75 8-1 砾砂 7.3 38 1000 0.6 8-2 粉质粘土 8.9 25 500 0.75 8-3 粗砂 4.68 30 600 0.6 8-4a 粉质粘土 4.05 32 750 0.75 桩顶标高取至基坑底标高，取至场地下10m处，从4号土层开始。 2、单桩极限承载力标准值计算： 钻孔灌注桩直径取Ф800，试取桩长为30.0 米，进入8-3层 根据《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2002）8.5.5条： 单桩竖向承载力特征值计算公式： 式中：Ra---单桩竖向承载力特征值； qpa,qsia---桩端端阻力，桩侧阻力特征值； Ap---桩底端横截面面积； up---桩身周边长度； li---第i层岩土层的厚度。 经计算：Ra=0.5024×600+2.512×（22×0.95+13×4.6+16×5.6+38×7.3+25×8.9+30×2.65）＝2184.69KN>872.04KN满足要求。 单桩竖向抗拔承载力特征值计算公式： 式中：Ra，---单桩竖向承载力特征值； λi---桩周i层土抗拔承载力系数； Gpk ---单桩自重标准值（扣除地下水浮力） 经计算：Ra，＝2.512×（22×0.95×0.75+13×4.6×0.75+16×5.6×0.75+38×7.3×0.6+25